真空发生器原理

近日，中国科大教授潘建伟、张军等联合浙江大学储涛教授研究组，通过研制硅基光子集成芯片和优化实时后处理，实现了速率达18.8 Gbps迄今最快的实时量子随机数发生器，相关研究成果以“封面论文”的形式发表于《应用物理快报》[Appl. Phys. Lett. 118, 264001 (2021)]。美国物理联合会（AIP）以“量子随机数发生器实现尺寸和性能新基准（Quantum Random Number Generator Sets Benchmark for Size, Performance）”为题刊发新闻稿对该工作进行了报道，SciTechDaily、phys.org、Scienceblog、MIT Technology Review等多家科技媒体也进行了相关转载报道。期刊封面随机数是一种重要的基础资源，在信息安全、密码学、科学仿真、博彩业等众多领域以及日常生产生活中都有着广泛的应用需求。与伪随机数发生器和其他物理随机数发生器不同，量子随机数发生器是基于量子物理原理产生真随机数的系统，具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征，是量子通信系统中的关键核心器件。长期以来，潘建伟、张军等在实用化量子随机数发生器方向开展了系统性研究并取得了重要成果。例如，2014年首次提出基于外部时钟参考的单光子到达时间测量方案，实现速率达100 Mbps的量子随机数发生器；2015年实现了基于激光相位波动的高速量子随机数产生方案；2016年研制了实时速率达3.2 Gbps的量子随机数发生器。对于实用化量子随机数发生器，实时生成速率和集成度是核心指标。然而，上述量子随机数产生方案难以实现高度集成。为此，潘建伟、张军等进一步发展了基于真空态涨落的高速量子随机数产生方案并完成相关实验验证，同时与浙江大学储涛等合作，针对该方案通过多次迭代制备了相应的硅光芯片，并采用混合集成技术将硅光芯片、InGaAs平衡探测器以及跨阻放大器（TIA）封装在尺寸为15.6mm×18mm的芯片内。与此同时，通过进一步优化FPGA实时后处理算法和硬件实现，从而在实现高集成度的同时大大提升了量子随机数发生器的实时生成速率。经传输测试，该量子随机数发生器系统的最终实时速率达到创世界纪录的18.8Gbps。上述研究成果为开发低成本商用量子随机数发生器单芯片奠定了坚实的技术基础。实时量子随机数系统原理示意图该研究工作得到了科技部、中科院、自然科学基金委和安徽省等的资助，同时得到了科大国盾量子和中国电科四十四所的技术协助。论文链接：https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0056027AIP报道链接：https://publishing.aip.org/publications/latest-content/quantum-random-number-generator-sets-benchmark-for-size-performance/

克里斯.哈维，总经理-毕克气体仪器贸易(上海)有限公司众所周知，毕克科技拥有当前市场上最广泛的氮气发生器种类，同时，我们不断地研发出新的产品满足日新月异的氮气的需求，来给新的应用设备供气。我们不仅仅有市面上种类最多的氮气发生器来满足液质联用仪的用气需求，同时，我们给气相色谱仪，总有机碳分析仪，傅里叶红外光谱仪，样品蒸发仪，通风橱，手套式操作箱，电感耦合等离子体光谱仪，核磁共振仪，蒸发光散射检测仪等实验室设备供气的气体发生器种类也很全面和广泛-实际上，你实验室里几乎是所有需要用气的设备，都可以让我们的气体发生器来供气。为什么我们的气体发生器能够覆盖您的实验室里大部分应用设备？因为，我们二十年如一日，专注于实验室里气体发生器的研发和生产，专心于给您提供稳定可靠的实验室气源。另外一个广为人知的事实就是：我们所采用的气体分离技术成熟可靠。在我们的氮气发生器上，我们用膜分离技术和变压吸附技术来生产氮气，如果我们的顾客对某一种技术青睐有加，我们可以根据客户的喜好来推荐合适的型号。但是，对于某些特定的应用设备，使用其中的一种分离技术比另一种更有优势。膜分离技术让压缩空气通过中空纤维膜，当空气通过膜的时候，空气中的氧气，二氧化碳，一氧化碳和水蒸汽 会通过中空纤维膜管道上的小孔，进而排到大气中去。在膜的出口，大尺寸的氮气分子和惰性气体氩气都收集起来，输送到应用设备。这种氮气分离提取技术简单有效，无需任何移动部件。分离提取出来的氮气最高纯度能达到99.5%，不含任何杂质。变压吸附技术是通过固体介质来分离气体混合物中的单一组分，用变压吸附技术来分离空气中的氮气，所需的固体介质是碳分子筛，碳分子筛对空气中的氧气选择性吸附，从而在加压的情况下分离了空气中的氮气和氧气。 碳分子筛其实就是多孔疏松的棒状碳颗粒，当对填充满了碳分子筛颗粒的氮气纯化密封柱中充入压缩空气（主要成分是氮气，氧气和惰性气体氩气和少量水汽）时，碳分子筛会吸附水汽，氧气，但是，氮气不会被吸附。这主要是因为氮气和氧气的分子尺寸不一样，碳分子筛颗粒上的小孔能让分子尺寸小的氧气进入，却不能让氮气进入，因为氮气的分子尺寸大于氧气；从而，氮气和氧气被分离开了。变压吸附这一过程包含两个步骤和阶段：1.吸附阶段，压缩空气中氧气，水汽，二氧化碳被碳分子筛柱子吸附，氮气被收集起和储藏起来。2.重生阶段，将碳分子筛柱的压力释放到大气中去，吸附了氧气，二氧化碳，水汽的碳分子筛颗粒释放掉吸附的氧气，二氧化碳和水汽，从而为下一次吸附做好准备。变压吸附这一个过程需要维持一个稳定的温度，这个温度通常情况下和实验室的环境温度接近（20-25℃）。变压吸附技术生产出来的氮气，纯度最高能达到99.999%，纯度越高，生产过程中需要消耗的空气就越多。变压吸附技术和膜分离技术来生产氮气，各有利弊。具体使用哪种方法来生产氮气要取决于应用和流速要求。在市面上，某些人说氮气膜和碳分子筛是消耗品，需要定期更换，这是不对的。如果用户的除油和除水过滤器效果不佳，碳分子筛和氮气膜的分离效果会随着使用年限的增加而慢慢失效。液质联用仪应用对于液质联用仪而言，氮气纯度高于95%就可以大多数的质谱仪的用气要求了，即使一些非常高端和灵敏的质谱仪也没有问题。关键是气体里面不能含有任何粉尘，水汽和碳氢化合物及油滴，所以，高性能的过滤系统尤为重要，过滤系统的除尘规格要小于0.01微米，同时，油滴和水汽也必须除掉。由于过滤系统一旦饱和，它们的过滤吸附效果也会大打折扣，所以，每年对过滤器进行维护也十分有必要。对于液质联用仪而言，分别利用膜分离技术和变压吸附技术来生产氮气的产品我们都有，但是，对于一些小型和中型的实验室而言，选用膜分离的氮气发生器有一些非常明显的优势维护和服务膜分离技术涉及到很少的移动部件，通常情况下，一台氮气发生器里面的氮气膜重3公斤(而变压吸附模块的重量能达到100公斤)，这就让维护变得十分简单。目前，毕克中国的服务团队能保证在48小时内97%的首次修复率。一旦发生器出了问题，小而轻的氮气膜占用空间小，让发生器的维护以及零配件的更换都非常方便，同时，也降低了维护和维修成本，节约了时间。氮气膜的工作无需很多电子部件的管理和控制，那么，我们可以将更多的电子部件用于监控核心技术参数，同时，让我们的工程师在维修时可以更快找到症结。尺寸和重量由于氮气膜尺寸小，重量轻，这也就意味着我们能设计出更轻盈小巧，结构更紧凑的气体发生器，同时，让发生器能放在标准实验台下，发生器机底脚轮设计，方便移动。这些气体发生器对于那些空间很有限的实验室而言，无疑是完美的选择。噪音水平膜分离技术不产生任何噪音，变压吸附技术在碳分子筛柱泄压放气的时候，会有很大的放气的声音产生，这也就意味着膜分离氮气发生器能放在应用仪器旁边，安静地工作。无需将发生器放在另外一个房间，从而增加了管道延长所产生的额外费用。变压吸附技术对于大型实验室而言，优势十分明显，在我们的iFlow产品里，我们应用变压吸附技术，它能：生产出更高流速的氮气在一些拥有20-30台质谱仪的大型实验室里，我们已经安装了一些利用变压吸附技术来生产氮气的发生器。一台氮气发生器就足够给整个实验室来供气了。将成本降至最低由于一台氮气发生器的氮气流速就足够给实验室里所有的应用设备来供气，这种集中供气方案无疑比单台小流量气体发生器给单台应用设备来供气的性价比要高很多。气相色谱仪应用利用变压吸附技术所生产出来的氮气，非常适合给气相色谱仪来供应载气。给气相色谱仪做载气，不仅要求氮气的纯度特别高，还要求氮气中的碳氢化合物含量特别低。利用碳分子筛变压吸附技术来生产氮气是唯一的选择，在空气进入到碳分子筛之前，空气经过过滤，然后再经过催化裂解炉将所有的微量碳氢化合物催化氧化除掉。所生产出来的氮气纯度特别高，能给所有的气相色谱仪做载气，包括电子捕捉检测器所需要用到的载气。这不是变压吸附技术应用的典型案例，我们所采用的碳分子筛变压吸附技术，能将移动部件的数量降到最低，同时，变压吸附柱在工作时没有噪音，在发生器出现故障时，维修也很方便。毕克在全世界各地售出的气体发生器超过5万台，有4000台在实验室。我们所有的气体发生器都经过知名质谱仪和气相色谱仪生产商的检验和认证，同时，OEM供应商可以销售我们的气体发生器。基于我们对气体发生器的专注和丰富的经验，我们开发出来了很多优秀的产品，诸如NM32LA，NM3G， AB3G,Precision 系列氢气发生器，零级空气和氮气发生器，以及IFlow系列产品。若您想了解与您的应用相匹配的气体发生器和实验室集中供气，欢迎联系我们。

一、高纯氮气发生器的性能优势及原理：高纯氮气发生器以物理吸附法和电化学分离法相结合的原理直接从空气中分离高纯氮气，根据电催化法进行空气分离的原理制成，其中电解池是利用燃料电池的逆过程设计而成。具有使用安全、性能可靠、寿命长等优点。只要从外部接入空气就可以连续标准小时输出氮气。由于它不是用电解水化学分离的方法，所以不污染工作环境，对仪器无腐蚀，从而延长了色谱仪的使用寿命。高纯氮气发生器有以下优点 1、集成无油压缩机，保证气体供应，无需依赖外来压缩气源。2、紧凑设计可安装于实验台下，避免占有宝贵的实验室空间，降低实验室成本。3、上等不锈钢储气罐、气路(更新换代)，(杜绝排出黄色铁锈污染实验室）。4、油水分离器、自动、手动排水双向选择、工作压力可调，气压表显示。5、自动卸压装置，无压力起动，电机更耐用。6、操作简单，一键式操作就能自动产生氮气。7、可取代高压氮气瓶，使实验室仪器化，保证安全。8、工作过程全自动控制，操作简单，日常维护方便。9、数码显示产氮量，便于观测仪器工作状态和故障判断。10、寿命长，可连续或间断使用，产气稳定，不衰减。12、操作简便，只需接入压缩空气，启动电源开关，即可产生高纯氨气；仪器可连续使用，也可间断使用.12、电解分离池电解面积大，池温低，且寿命更长。13、本仪器设有不返液装置，可有效确保仪器无返液现象。14、开机时设有自动排空装置，使用时具有稳定的跟踪输出，断电后有自动关闭气路功能。高纯氮气发生器 产品特征：1.韩国进口膜分离，纯度高，使用寿命长，无耗材更换。2. 内置专业除水分离器，确保吸附剂的使用寿命长。3.采用多级超精密高通量压缩空气净化系统，且带过滤单元失效预警提示3. 氮气纯度显示，可清晰观察机器产氮气的纯度，精度高。4. 内置压缩机，无需外配，24小时不间断工作，且采用悬空隔音系统，噪音小。5. 双重压力值可调系统，操作简单方便6. 采用一体式设计，整机集成空压机、净化除水系统、氮气，干燥空分离制备系统，8.程序控制智能化的自诊断功能和服务提示功能，便于维护9.高度集成的模块化结构设计，节省实验室空间10.系统内置贮气罐稳压单元，带国际标准的安全阀设计11.带脚轮可移动式设计，方便移动。型号AYAN-10LAYAN-20L出气量10L/MIN20L/MIN氮吹位数12位24位纯度值99%压力值0-0.6mpa(可调）总功率1600W2600W工作电压220V 50HZAnyan品牌氮气发生器可订制各种流量，纯度分别为99%，99.9%，99.99%，99.999%，99.9999%的氮气发生器，欢迎选购！总结：高纯氮气发生器的性能优势及原理就分享到这了，看完本文您就应该有了基本的认识和了解相信大家都明白了吧！总的来说，希望对大家有所帮助。AYAN-20L安研24位氮吹仪用氮气发生器信息由杭州安研仪器制造有限公司为您提供，如您想了解更多关于氮气发生器报价、型号、参数等信息，欢迎咨询。